WO1990005842A1 - Internal combustion engine - Google Patents

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WO1990005842A1
WO1990005842A1 PCT/CH1989/000184 CH8900184W WO9005842A1 WO 1990005842 A1 WO1990005842 A1 WO 1990005842A1 CH 8900184 W CH8900184 W CH 8900184W WO 9005842 A1 WO9005842 A1 WO 9005842A1
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    • F01L1/265Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of two or more valves operated simultaneously by same transmitting-gear; peculiar to machines or engines with more than two lift-valves per cylinder peculiar to machines or engines with three or more intake valves per cylinder
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/24Cylinder heads
    • F02F1/42Shape or arrangement of intake or exhaust channels in cylinder heads
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    • F02F1/24Cylinder heads
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Abstract

A multi-valve engine has a plurality of inlet channels (2, 3) each having a choke (6) and a fuel injection (7) as well as an intake valve (5). The intake channels, which run in different directions, are arranged so that the gas stream which flows through them into the cylinder forms a vortex. At low engine speeds, only one intake channel is open and other inlet channels open in succession. Because of the differences in cross-sectional area of the channels, the gas flow rate is greatest in the intake channel which opens first and becomes progressively smaller in the intake channels which open in succession. By means of variable interconnection of the channels, a higher maximum output with good torque characteristic is obtained as well as optimal fast combustion as a result of strong turbulence throughout the entire production of torque.

Description

V e r b r e n n u n g s m o t o r V e r b r e n n g s m o t o r
Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor mit mindestens einem Auslassventil und mehr als einem Ein- lassventil pro Zylinder sowie mit einer Steuereinrichtung für die Einlass- und Auslassventile.The invention relates to an internal combustion engine with at least one exhaust valve and more than one intake valve per cylinder and with a control device for the intake and exhaust valves.
V/eil die Leistung eines Verbrennungsmotors mit der Hubrau grösse der einzelnen Zylinder und der Drehzahl zu¬ nimmt aber bei grossem Hubraum die zu bewegenden Massen der Kolben gross sind, wodurch die Drehzahl begrenzt wird, werden Hochleistungsmotoren vielzylindrig mit en±spreoh£nd kleinerem Hubraum des einzelnen Zylinders und für hohe Drehzahlen gebaut, die aber dafür in den unteren Drehzahl¬ bereichen an Drehmoment einbüssen. Um sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Drehzahlen einen die Motorleistung be¬ stimmenden optimalen Gaswechsel im Zylinder zu erreichen, wurden bereits verschiedene Lösungsvorschläge gemacht, wie etwa in der Länge verstellbare Ansaugkanäle, weil für eine elastische und drehmomentstarke Motorcharakteristik der Ansaugkanal eng und lang, für die höchstmögliche Leistung des Motors aber relativ kurz und im Durchmesser gross sein soll. Bei anderen Lösungsvorschlägen kommt ein bei Teil¬ last'halbgeschlossener Doppelvergaser oder eine abschalt¬ bare Ventilbetätigung zur Anwendung, mit denen jedoch nur Teilerfolge erzielbar sind.Because the performance of an internal combustion engine increases with the stroke size of the individual cylinders and the speed increases, the masses of the pistons that are to be moved are large in the case of a large displacement, which limits the speed, making high-performance engines multi-cylinder with an ± smaller displacement of the individual cylinder and built for high speeds, which, however, lose torque in the lower speed ranges. In order to achieve an optimal gas change in the cylinder, which determines the engine power, both at low and at high speeds, various solution proposals have already been made, such as length-adjustable intake ducts, because the intake duct is narrow and long for an elastic and high-torque engine characteristic the highest possible performance of the engine should be relatively short and large in diameter. In other proposed solutions, a load at Teil¬ 'semi-closed double carburetor or abschalt¬ bare valve actuation is used, but with only partial success which can be achieved.
Ein weiterer Vorschlag in dieser Richtung ist die variable Ventilsteuerung, mit welcher für die verschiede¬ nen Drehzahlbereiche mit unterschiedlichen Nockenprofilen verschiedene Ventilhubhöhen und unterschiedlich groεse Ventilüberschneidungen eingestellt werden können. Ventil¬ überschneidungen stellen eine schon seit langem im Motoren¬ bau angewendete Methode zur Leistungssteigerung dar. Dabei wird das am Schluss des Auspufftaktes durch die Masse der entweichenden Gassäule entstehende geringe Vakuum im Aus- lasskanal ausgenutzt, wobei durch frühzeitiges Oeffnen des Einlassventils das Auspuffvakuum das unter leichtem Ueberdruck stehende Frischgas ansaugt, sodass aufgrund der Beschleunigung der Gassäule eine grössere Füllmenge erreicht wird. Je länger beim Zylinder der Weg vom Ξin- lassventil zum Auslassventil ist, desto früher kann das Einlassventil geöffnet werden, ohne dass Frischgas im Aus¬ puff entweicht. Dieser Umstand ist jedoch noch nicht kon¬ sequent im Mehrventil-Motorenbau ausgenutzt worden.A further suggestion in this direction is the variable valve control, with which different valve lift heights and valve overlaps of different sizes can be set for the different speed ranges with different cam profiles. Valve overlaps represent a method of increasing performance that has been used in engine construction for a long time. The low vacuum created at the end of the exhaust cycle due to the mass of the escaping gas column is inlet duct exploited, the exhaust vacuum sucking in the fresh gas, which is under a slight positive pressure, by opening the inlet valve at an early stage, so that a larger filling quantity is achieved due to the acceleration of the gas column. The longer the cylinder has to travel from the intake valve to the exhaust valve, the earlier the intake valve can be opened without fresh gas escaping in the exhaust. However, this fact has not yet been used consistently in multi-valve engine construction.
Es gibt zwar seit längerer Zeit Mehrventilmotoren, bei denen jedoch die Ueberschneidungszeiten sehr klein ge¬ halten werden müssen, weil die nahe gegenüberliegenden Einlassventile und Auslassventile jeweils simultan geöff¬ net werden. Die mit Mehrventilmotoren erzielbaren Vorteile bestehen darin, dass man mit keineren und somit leichteren Ventilen höhere Drehzahlen erzielt und dass aufgrund des Umstands, dass der Gesamtumfang zweier Ventilteller grcs- ser ist als der Umfang eines einzigen wenn auch grö≤seren Ventiltellers, ein grösserer Gasdurchsatz erreicht werden kann. Wenn jedoch eine bessere Füllmenge im Zylinder und eine für die gleichmässige schnelle Verbrennung der Gaε- partikel sehr erwünschte Turbulenz, die durch das drall- förmige Einströmen des Gasstroms in den Zylinder aufgrund der Anordnung des Ξinlassventils seitlich zur Achsmitte ensteht, im Motorenbau schon lange bekannte Vorteile von Zweiventilmotoren darstellen, so gehen diese Vorteile bei den heute bekannten Mehrventilmotoren wieder verlustig, weil bei mehreren Einlassventilen weniger vorteilhafte Kol¬ lisions-Turbulenzen entstehen, sodass die dadurch bedingte langsamere und unregelmässige Verbrennung insbesondere bei höherem Gasdurchsatz und Drehzahlen zu Selbstzündungen führt. Die gewünschte Turbulenz mitStrudelbildung kann zwar entstehen, wenn bei einem Mehrventil-Motor bei Teillast einer der beiden Einlasskanäle geschlossen wird, doch bricht dieser Strudel sofort wieder zusammen, sobald bei grösserer Last der benachbarte Ein¬ lasskanal geöffnet wird und die zuvor erwähnten nachteili-
Figure imgf000005_0001
There have been multi-valve engines for a long time, but in which the overlap times have to be kept very small because the inlet valves and outlet valves located close to each other are opened simultaneously. The advantages that can be achieved with multi-valve engines are that higher speeds can be achieved with no, and therefore lighter, valves, and that due to the fact that the total circumference of two valve plates is larger than the circumference of a single, albeit larger, valve plate, a higher gas throughput is achieved can be. However, if there is a better filling quantity in the cylinder and a turbulence that is very desirable for the uniform, rapid combustion of the gas particles, which arises due to the swirling inflow of the gas flow into the cylinder due to the arrangement of the inlet valve to the side of the center of the axle, advantages that have long been known in engine construction represent of two-valve engines, these advantages are lost again in the multi-valve engines known today, because less advantageous collision turbulence arises in the case of several intake valves, so that the slower and irregular combustion resulting therefrom leads to auto-ignition, in particular at higher gas throughput and speeds. The desired turbulence with vortex formation can arise if one of the two inlet ducts is closed at partial load in a multi-valve engine, but this vortex breaks down again immediately as soon as the adjacent inlet duct is opened under greater load and the previously mentioned disadvantageous
Figure imgf000005_0001
liegende Einlasskanal als erster geöffnet wird, durch wel¬ che Massnahme grössere VentilüberschneidungsZeiten erreich¬ bar sind.lying inlet channel is the first to be opened, by means of which measure larger valve overlap times can be achieved.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung münden von einer Mehrzahl getrennter Einlasskanäle mindestens einer im wesentlichen von oben und mindestens ein weiterer Ξin- lasskanal von der Seite schräg mit bei jedem zusätzlichen schrägen Einlasskanal in die gleiche Umfangsrichtung zei¬ gender Schrägstellung in den Zylinderkopf. Es können dem¬ nach zwei oder drei oder auch vier Einlasskanäle vorhan¬ den sein, die über den Umfang des Zylinderkopfes verteilt im wesentlichen in gleichen ¥inkelabständen angeordnet sind. Es können zwei Einlasskanäle von oben und zwei Ein¬ lasskanäle von der Seite schräg in den Zylinderkopf mün¬ den, aber sie münden dabei'immer mehr oder weniger ausge¬ prägt in die gleiche Umfangsrichtung zeigend derart in den Zylinderkopf, dass der Gasstrom drallförmig in den Zylin¬ der einströmt und die gewünschte Turbulenz entsteht.In a preferred embodiment, at least one of a plurality of separate intake ports opens essentially from above and at least one further intake port from the side obliquely with an inclined position pointing in the same circumferential direction with each additional inclined intake port into the cylinder head. Accordingly, there may be two or three or even four inlet channels, which are arranged distributed over the circumference of the cylinder head at substantially the same angle intervals. Two inlet ducts from above and two inlet ducts can open diagonally into the cylinder head from the side, but they open ' more or less markedly in the same circumferential direction into the cylinder head in such a way that the gas flow swirls into the cylinder head Zylin¬ flows and the desired turbulence arises.
Pro Zylinder können ein oder auch zwei Auslassven¬ tile vorgesehen sein. Bei jeder Zylinderreihe sind jedoch die Auslasskanäle auf der gleichen Seite »angeordnet. Bei bek-annten Mehrventilmotoren mit Drallcharakteristik ergibt sich bei auf den einzelnen Zylinder von oben gesehen über¬ kreuz angeordneten Auslasskanälen und Einlasskanälen eine sehr umständliche Konstruktion.One or two exhaust valves can be provided per cylinder. In each row of cylinders, however, the exhaust ports are arranged on the same side ». Known multi-valve engines with swirl characteristics result in a very cumbersome construction when the exhaust ports and intake ports are arranged crosswise on the individual cylinders from above.
In zweckmässiger Ausgestaltung v/eisen die Einlass¬ kanäle eine unterschiedliche Grosse ihres lichten Quer¬ schnitts auf, womit unterschiedliche Gasgeschwindigkeiten erreicht werden. Auf diese "Weise lassen sich beim aufein¬ anderfolgenden Zuschalten der einzelnen Einlasskanäle für höhere Drehzahlbereiche für stufenweise geringere Gasge¬ schwindigkeiten ausgelegte Einlasskanäle aufeinanderfol¬ gend öffnen. Mit dieser Ausgestaltung wird der Zylinder bei zunehmender Hubstellung und Hubgeschwindigkeit des Kolbens optimal beschickt und der Strudel bremst auch bei maximalem Hub nicht ab. Insgesamt erzielt man durch die variable Kanal-Zuschaltung eine höhere Maximalleistung bei guter Drehmomentcharakteristik.In an expedient embodiment, the inlet channels have a different size of their clear cross section, with which different gas velocities are achieved. In this "way it is when aufein¬ other following switching to gradually lower Gasge¬ speeds designed intake ports aufeinanderfol¬ open quietly the individual intake channels for higher speed ranges. With this configuration of the cylinder with increasing stroke position and stroke speed of the piston is optimally charged and swirls and slows at maximum stroke. Overall, the variable channel activation a higher maximum output with good torque characteristics.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung rein beispielsweise dargestellt ist. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description and the drawings, in which the invention is shown purely by way of example. Show it:
Fig. 1 schematisch und in schaubildlicher Darstel¬ lung einen Dreiventil-Zylinderkopf mit zugehörigen Kanä¬ len;1 schematically and in a diagrammatic representation a three-valve cylinder head with associated channels;
Fig. 2 eine Draufsicht auf den Zylinderkopf ge¬ mäss Fig 1 , ohne Klappen und Düsen;2 shows a plan view of the cylinder head according to FIG. 1, without flaps and nozzles;
Fig. 3 eine Draufsicht schematisch auf einen Drei¬ ventil-Zylinderkopf mit abweichender Anordnung der Ventile und Kanäle;3 shows a top view schematically of a three-valve cylinder head with a different arrangement of the valves and channels;
Fig. 4 eine Draufsicht schematisch auf einen Vier¬ ventil-Zylinderkopf;4 shows a top view schematically of a four-valve cylinder head;
Fig. 5 eine Draufsicht schematisch auf einen Vier¬ ventil- Zylinderkopf mit abgewandelter Anordnung der Ka¬ näle und Ventile;5 shows a top view schematically of a four-valve cylinder head with a modified arrangement of the channels and valves;
Fig. 6 eine Draufsicht schematisch auf einen Fünf- ventil=Zylinderkopf.6 shows a top view schematically of a five-valve = cylinder head.
Gemäss Fig. 1 münden in den Zylinderkopf 1 eines nicht weiter dargestellten Zylinders eines Verbrennungs¬ motors ein erster Einlasskanal 2 im wesentlichen von oben und ein weiterer Einlasskanal 3 schräg von der Seite in Umfangsrichtung zeigend, sodass der Gasstrom drallförmig gemäss den Pfeilen 4 in den Zylinder einströmt. Die beiden Einlasskanäle 2 und 3 sind jeweils durch ein Ventil 5 ab¬ geschlossen. Ferner besitzt jeder Einlasskanal eine Luft¬ klappe 6 und eine Kraftstoffzufuhr 7,. die zusammenhängend regulierbar sind. Je nach Klappenstellung wird dementspre¬ chend Kraftstoff aufbereitet. ' Für niedrige Dreh¬ zahlen wird nur ein Einlasskanal geöffnet und für höhere Drehzahlen dann zusätzlich der zweite Einlasskanal geöff¬ net.1 open into the cylinder head 1 of a cylinder of an internal combustion engine, not shown, a first intake port 2 essentially from above and a further intake port 3 pointing obliquely from the side in the circumferential direction, so that the gas flow in a spiral shape according to the arrows 4 in the cylinder flows in. The two inlet channels 2 and 3 are each closed off by a valve 5. Furthermore, each inlet duct has an air flap 6 and a fuel supply 7. which are continuously adjustable. Depending on the flap position, fuel is processed accordingly. An intake channel is' pay for low Dreh¬ just opened and then additionally for higher speeds the second inlet channel geöff¬ net.
Den beiden Einlasskanälen 2 und 3 gegenüber ist ein Auslasskanal 8 mit einem Auslassventil 9 angeordnet. Die Ventilteller der Einlassventile 5 und der Ventilteller des Auslassventils 9 stehen schräg in Bezug auf den Zylin¬ derkopf 1. Diese Anordnung wirkt sich vorteilhaft auf die Gasführung aus, wobei die schräg stehenden Einlass-Ventilteller die Gase so lenken, dass der Gasstrom strudelrichtend in den Zylinder fliesst. Die Einlasskanäle müssen also nicht steil gegen die Ventilteller verlaufen und die Ventile können kürzer und damit leichter gebaut werden, was sich auf die Ausmasse des Zylinderkopfes günstig auswirkt bzw. höhere Drehzahlen zulässt.An outlet channel 8 with an outlet valve 9 is arranged opposite the two inlet channels 2 and 3. The valve plates of the inlet valves 5 and the valve plate of the outlet valve 9 are inclined with respect to the cylinder head 1. This arrangement has an advantageous effect on the gas flow, the inclined inlet valve plates guiding the gases in such a way that the gas flow directs the gas into the Cylinder flows. The intake ports do not have to run steeply against the valve plate and the valves can be made shorter and therefore lighter, which has a favorable effect on the dimensions of the cylinder head or permits higher speeds.
Aus Fig. 1 und 2 geht auch hervor, dass die im Winkel zueinander stehenden Ventile durch zwei oben liegen¬ de, nicht dargestellte Nockenwellen gesteuert werden.1 and 2 also show that the valves which are at an angle to one another are controlled by two overhead camshafts, not shown.
Nach dem gleichen Prinzip gemäss Fig. 1 und 2 sind auch die weiteren Ausführungsformen gemäss den Figuren 3-6 ausgebildet, wobei zur Vereinfachung der Darstellung die Luftklappen und Kraftstoffzufuhr ' in den Ein¬ lasskanälen weggelassen sind. Die Aus ührungsform gemäss Fig. 3 unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen nur dadurch, dass ein Einlasskanal mit dem zugehörigen Einlass¬ ventil und der Auslasskanal mit dem Ventil auf der einen Seite und nur ein Einlasskanal auf der gegenüberliegenden Seite ist, sodass die eine Nockenwelle ein Einlassventil und ein Auslassventil und die andere Nockenwelle nur ein Einlassventil steuert.By the same principle according to FIG. 1 and 2 also the other embodiments are formed according to Figures 3-6, wherein are omitted let channels the air valves and fuel supply 'in the Ein¬ for ease of illustration. 3 differs from that previously described only in that an inlet channel with the associated inlet valve and the outlet channel with the valve are on one side and only one inlet channel on the opposite side, so that the one camshaft is on Intake valve and one exhaust valve and the other camshaft controls only one intake valve.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 sind zwei Auslassventile vorhanden, denen ein gemeinsamer Auslass¬ kanal 8a zugeordnet ist. Bei zwei Auslassventilen schlies≤t das eine Ventil später als das andere. Wenn in Fig. ^ bei¬ spielsweise das linke Auslassventil 9 später schliesεt, dann hat der Einlasskanal 2, dessen in Fig. 4 nicht dar¬ gestellte Luftklappe zuerst öffnet, auch eine geringfügig frühere Ventil-Oeffnungszeit und befindet sich am weite¬ sten entfernt vom zuletzt εchliessenden Auslassventil 9. Dadurch können grössere VentilüberschneidungsZeiten er¬ recht werden.In the embodiment according to FIG. 4, there are two outlet valves to which a common outlet channel 8a is assigned. With two exhaust valves, one valve closes later than the other. If, for example, the left outlet valve 9 closes later in FIG. 1, the inlet duct 2, whose air flap (not shown in FIG. 4) opens first, also has a slightly earlier valve opening time and is located furthest away from the valve lastly closing exhaust valve 9. This allows greater valve overlap times.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 5 besitzt nur einen Auslasskanal 8 mit dem Auslassventil 9, aber zusätzlich zu den beiden in Fig. 1 dargestellten Einlasskanälen 2 und 3 noch einen dritten Einlasskanal 10.The embodiment according to FIG. 5 has only one Outlet channel 8 with the outlet valve 9, but in addition to the two inlet channels 2 and 3 shown in FIG. 1, a third inlet channel 10.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 6 ist zusätz¬ lich noch ein vierter Einlasskanal 11 vorhanden und die Kanäle und ihre zugehörigen Ventile sind etwas enger ste¬ hend auf dem Zylinderkopf 1 angeordnet und in jedem Fall so, dass die Kanäle durch ihre Richtung einen Strudel im Uhrzeigersinn innerhalb des Zylinders erzeugen, d.h. die Kanäle münden mit in die gleiche Umfangsrichtung zeigender Schrägstellung in den Zylinderkopf. Die Ventile in den ein¬ zelnen Einlasskanälen und in dem Auslasskanal sind in zwei Gruppen so angeordnet, dass sie in einem Winkel stehen und von zwei obenliegenden Nockenwellen betätigt werden können.In the embodiment according to FIG. 6 there is also a fourth intake duct 11 and the ducts and their associated valves are arranged somewhat closer to the cylinder head 1 and in any case in such a way that the ducts cause a vortex in their direction Generate clockwise within the cylinder, ie the channels open into the cylinder head with the inclination pointing in the same circumferential direction. The valves in the individual inlet channels and in the outlet channel are arranged in two groups such that they are at an angle and can be actuated by two overhead camshafts.
Bei einer Mehrzahl von Einlasskanälen sind diese in ihrem lichten Querschnitt unterschiedlich gross, um un¬ terschiedliche Gasgeschwindigkeiten zu erreichen. Der Ξin- lasskanal, welcher im tieferen Drehzahlbereich als erster öffnet, ist für die grösste Gasgeschwindigkeit ausgelegt. In den aufeinanderfolgend später öffnenden Einlasskanälen ist die Gasgeschwindigkeit jeweils langsamer, aber der Druck nimmt zu. Unter diesen Bedingungen wird der Zylinder bei zunehmender Hubgeschwindigkeit und Stellung des Kol¬ bens optimal beschickt und der erwünschte Strudel breπsx auch bei maximalem Hub nicht ab.In the case of a plurality of inlet channels, these are of different sizes in terms of their clear cross-section in order to achieve different gas velocities. The inlet port, which opens first in the lower speed range, is designed for the highest gas speed. The gas velocity is slower in the inlet channels that open later, but the pressure increases. Under these conditions, the cylinder is optimally charged with increasing stroke speed and position of the piston, and the desired vortex breπsx does not come off even at maximum stroke.
Zusammengefasst ergeben sich bei dem Mehrventil¬ motor mit richtungsgetrennten Einlasskanälen die Vorteile, dass sich ein ununterbrochener Strudel im Zylinder, eine drehmomentgünstige Gassäulen-Regulierung, eine grosse Ven- tilzeiten-Ueberschneidung sowie relativ kurze Ventile realisieren lassen und was im Ergebnis zu einer Optimierung der Kraftstoffaufbereitung aufgrund der jedem Einlasskanal zugeordneten Luftklappe und Einspritzung, ferner zu grό' ssτ- möglichen Füllmengen durch lange UeberschneidungεZeiten und drehzahlabhängige Gassäulen-Steuerung, ferner zu einer schnellen optimalen Verbrennung durch kräftige Turbulenz während des gesamten Drehmomentverlaufs und zu höherer Maximalleistung bei guter Drehmomentcharakteristik durch variable Kanal-Zuschaltung führt. In summary, the advantages of the multi-valve engine with directionally separated inlet ducts are that an uninterrupted vortex in the cylinder, a torque-favorable gas column regulation, a large valve overlap as well as relatively short valves can be realized and, as a result, an optimization of the fuel preparation due to the each inlet channel associated air injection valve and further to grό 'possible quantities ssτ- control gas column by long UeberschneidungεZeiten and speed-dependent, further to a rapid optimum combustion by strong turbulence during the entire torque curve and higher Maximum performance with good torque characteristics through variable channel connection leads.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Verbrennungsmotor mit mindestens einem Auslass¬ ventil und mehr als einem Einlassventil pro Zylinder, da¬ durch gekennzeichnet, dass jedem der Einlassventile (5) ein separater, von dem Ventil verschliessbarer Einlasska¬ nal (2,3»10,11) zugeordnet ist und jeder Einlasskanal eine getrennt betätigbare Luftklappe (6) sowie eine Kraftstoff- zuführung (7) aufweist.Is 1. internal combustion engine characterized by at least one valve Auslass¬ and more than one intake valve per cylinder, da¬ by that each of the intake valves (5) is assigned a separate, closable by the valve Einlasska¬ nal (2.3 »10,11) and each inlet duct has a separately operable air flap (6) and a fuel supply (7).
2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1 , dadurch ge¬ kennzeichnet, dass von einer Mehrzahl getrennter Einlass¬ kanäle (2,3,10,11) mindestens einer im wesentlichen von oben und mindestens ein weiterer von der Seite und schräg, mit bei jedem zusätzlichen von oben oder von der Seite sich erstreckenden Einlasskanal in die gleiche Umfangsrichtung zeigenden Schrägstellung in den Zylinderkopf (1) münden, zwecks Erzeugung eines ununterbrochenen Gasstrudels im Zy¬ linder.2. Internal combustion engine according to claim 1, characterized ge indicates that of a plurality of separate inlet channels (2,3,10,11) at least one essentially from above and at least one further from the side and obliquely, with each additional of At the top or from the side extending inlet channel pointing in the same circumferential direction into the cylinder head (1), for the purpose of generating an uninterrupted gas vortex in the cylinder.
3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, wobei dem Auslassventil (9) ein Auslasskanal (8) oder zwei nebenei¬ nander angeordneten Auslassventilen pro Zylinder (9) ein gemeinsamer Auslasskanal (8a) zugeordnet ist, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Auslasskanäle (8,8a) bei jeder Zylin¬ derreihe des Motors auf der gleichen Seite angeordnet sind.3. Internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust valve (9) is assigned an exhaust duct (8) or two exhaust valves arranged side by side per cylinder (9) a common exhaust duct (8a), characterized in that the exhaust ducts (8, 8a) are arranged on the same side in each row of cylinders of the engine.
4. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass die Einlasskanäle (2,3,10,11) eine un¬ terschiedliche Grosse des lichten Querschnitts zwecks Er¬ zeugung unterschiedlicher Gas eschwindigkeiten aufweisen.4. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that the inlet channels (2, 3, 10, 11) have a different size of the clear cross section for the purpose of generating different gas velocities.
5. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, dass im Winkel zueinander stehende und durch zwei Nockenwellen gesteuerte Einlassventile (5) und Aus¬ lassventile (9) schräg im Zylinderkopf (1) angeordnete Ventilteller zwecks Strudelbildung fördernder Gaseinlei¬ tung in den Zylinder aufweisen. 5. Internal combustion engine according to claim 1, characterized in that at an angle to each other and by two camshafts controlled intake valves (5) and exhaust valves (9) at an angle in the cylinder head (1) arranged valve plate for the purpose of vortex-promoting gas introduction into the cylinder exhibit.
6. Verfahren zum Betrieb des Verbrennungsmotors nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass für niedrige Motordrehzahlen mindestens ein Einlasskanal mittels der Luftklappe geöffnet wird und dass für steigen¬ de Motordrehzahlen die Einlasskanäle zeitlich gestaffelt mittels der jeweiligen Luftklappe geöffnet werden, und dass der vom Auslassventil am weitestens entfernt liegende Einlasskanal als erster geöffnet wird und dass aufgrund unterschiedlicher Kanalquerschnitte für stufenweise gerin¬ gere Gasgeschwindigkeiten ausgelegte Einlasskanäle auf¬ einanderfolgend geöffnet werden.6. The method for operating the internal combustion engine according to any one of claims 1-5, characterized in that for low engine speeds at least one inlet duct is opened by means of the air flap and that for increasing engine speeds the inlet ducts are opened in a staggered manner in time by means of the respective air flap, and that the inlet channel which is furthest away from the outlet valve is opened first and that, due to different channel cross sections, inlet channels designed for gradually lower gas speeds are opened in succession.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Motor in Bezug auf den Ansaugtakt und Aus¬ pufftakt mit Ventilüberschήeidungszeiten betrieben wird und dass der als erster geöffnete Einlasskanal eine län¬ gere Ventilüberschneidungszeit mit dem letztschliessenden, entferntesten Auslassventil als die übrigen Einlasskanäle hat.7. The method according to claim 6, characterized in that the engine is operated with respect to the intake stroke and exhaust stroke with valve overlap times and that the first opened inlet channel has a longer valve overlap time with the last closing, most distant outlet valve than the other inlet channels Has.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Luftklappe und die Einspritzung in jedem Ein¬ lasskanal gemeinsam derart reguliert werden, dass eine von der Klappenstellung abhängige Kraftstoffmenge geliefert wird. 8. The method according to claim 6, characterized in that the air flap and the injection in each inlet duct are regulated together in such a way that a fuel quantity dependent on the flap position is supplied.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5127370A (en) * 1990-03-20 1992-07-07 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Induction system for V type engine
EP0645523A1 (en) * 1993-09-22 1995-03-29 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Internal combustion engine
GB2287286A (en) * 1994-03-01 1995-09-13 Renato Battaglia I.c.engine
AT402434B (en) * 1991-11-29 1997-05-26 Avl Verbrennungskraft Messtech Cylinder head for internal combustion engines having two inlet valves per cylinder
WO2001016469A1 (en) * 1999-09-01 2001-03-08 Zalkin, Anthony, Louis Internal combustion engine

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02188607A (en) * 1989-01-13 1990-07-24 Mitsubishi Motors Corp Valve opening and closing mechanism for engine
US5230317A (en) * 1989-11-29 1993-07-27 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Single overhead cam multi-valve engine
US5359974A (en) * 1989-11-29 1994-11-01 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Single overhead cam multi-valve engine
DE69107311T2 (en) * 1991-03-16 1995-09-28 Anthony Edgar Blackburn PISTON OF A PISTON INTERNAL COMBUSTION ENGINE.
US5435283A (en) * 1994-01-07 1995-07-25 Cummins Engine Company, Inc. Swirl control system for varying in-cylinder swirl
FR2849108B1 (en) * 2002-12-19 2006-07-14 Renault Sa INTERNAL COMBUSTION ENGINE HAVING MEANS FOR VARYING THE INTENSITY OF SWIRL
FR2852359B1 (en) * 2003-03-12 2005-05-20 METHOD FOR CONTROLLING THE VALVES OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
US8616173B2 (en) * 2010-12-08 2013-12-31 GM Global Technology Operations LLC Engine assembly including modified intake port arrangement
FR3080888B1 (en) 2018-05-04 2020-10-23 Ifp Energies Now GAS INTAKE DEVICE WITH AN INTERSECTION OF THE INTAKE DUCT AND THE VALVE CALIBRATION INCLINED WITH RESPECT TO THE FIRE SIDE
FR3091906B1 (en) 2019-01-21 2021-01-15 Ifp Energies Now Gas inlet duct generating aerodynamic movement of gas within a cylinder
FR3095237B1 (en) 2019-04-16 2021-04-09 Ifp Energies Now Gas inlet device with two asymmetrical inlet ducts
FR3095236B1 (en) 2019-04-16 2021-04-09 Ifp Energies Now Gas inlet device provided with an oriented mask

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4617896A (en) * 1985-03-14 1986-10-21 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Internal combustion engine having three intake valves per cylinder
US4627400A (en) * 1984-07-27 1986-12-09 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Porting system for internal combustion engine
DE3600408A1 (en) * 1986-01-09 1987-07-16 Audi Ag Reciprocating piston internal combustion engine

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2804862A (en) * 1952-07-09 1957-09-03 Daimler Benz Ag Internal combustion engine
US3211137A (en) * 1963-03-12 1965-10-12 Love John Input valve systems for internal combustion engines
FR89401E (en) * 1964-02-28 1967-06-23 Inst Francais Du Petrole Process for the combustion of lean mixtures in spark ignition engines
DE1476361C3 (en) * 1965-09-24 1973-09-27 Ludwig 8543 Hilpoltstein Elsbett Four-stroke reciprocating internal combustion engine, in particular diesel internal combustion engine with exhaust gas turbocharger
JPS5484129A (en) * 1977-12-19 1979-07-04 Nissan Motor Co Ltd Internal combustion engine with two intake passages
JPS5713230A (en) * 1980-06-30 1982-01-23 Suzuki Motor Co Ltd Intake system of internal combustion engine
JPS5999026A (en) * 1982-11-29 1984-06-07 Mazda Motor Corp Intake apparatus for engine
JPS6069252A (en) * 1983-09-27 1985-04-19 Aisin Seiki Co Ltd Structure of gas engine
US4548175A (en) * 1983-12-05 1985-10-22 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Internal combustion engine with two intake valves
JPS60142035A (en) * 1983-12-29 1985-07-27 Mazda Motor Corp Fuel feeder for engine
JPS60224933A (en) * 1984-04-24 1985-11-09 Nissan Motor Co Ltd Suction system for internal-combustion engine
JPH0733770B2 (en) * 1987-07-09 1995-04-12 トヨタ自動車株式会社 Combustion chamber structure of two-cycle internal combustion engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4627400A (en) * 1984-07-27 1986-12-09 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Porting system for internal combustion engine
US4617896A (en) * 1985-03-14 1986-10-21 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Internal combustion engine having three intake valves per cylinder
DE3600408A1 (en) * 1986-01-09 1987-07-16 Audi Ag Reciprocating piston internal combustion engine

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5127370A (en) * 1990-03-20 1992-07-07 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Induction system for V type engine
AT402434B (en) * 1991-11-29 1997-05-26 Avl Verbrennungskraft Messtech Cylinder head for internal combustion engines having two inlet valves per cylinder
EP0645523A1 (en) * 1993-09-22 1995-03-29 Dr.Ing.h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft Internal combustion engine
US5515827A (en) * 1993-09-22 1996-05-14 Dr. Ing. H.C.F. Porsche Ag Multicylinder, four-stroke internal-combustion engine having three intake valves and one exhaust valve per cylinder
GB2287286A (en) * 1994-03-01 1995-09-13 Renato Battaglia I.c.engine
WO2001016469A1 (en) * 1999-09-01 2001-03-08 Zalkin, Anthony, Louis Internal combustion engine
US6615795B2 (en) 1999-09-01 2003-09-09 Anthony Louis Zalkin Internal combustion engine

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Publication number Publication date
JPH03502354A (en) 1991-05-30
EP0396676A1 (en) 1990-11-14
US5056486A (en) 1991-10-15
EP0396676B1 (en) 1992-11-19
CH677004A5 (en) 1991-03-28

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